科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

從記憶儲(chǔ)存到視覺解析，從調(diào)節(jié)情緒到思維運(yùn)轉(zhuǎn)，大腦的每項(xiàng)功能都需要能量供給，這些能量由名為線粒體的細(xì)胞器產(chǎn)生。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)和法國(guó)波爾多大學(xué)科學(xué)家在26日出版的《自然》雜志發(fā)文稱，他們繪制出了首張人腦能量分布圖MitoBrainMap。這項(xiàng)突破性進(jìn)展對(duì)探究阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病和抑郁癥等精神疾病的起源，以及開發(fā)新療法具有重要意義。

為繪制出這張圖譜，研究團(tuán)隊(duì)首先將一塊冷凍人腦切片分割成703個(gè)3×3×3毫米的立方體（與一粒沙子的大小相當(dāng)）。隨后，他們利用生物化學(xué)和分子技術(shù)，確定了703個(gè)樣本中每個(gè)樣本的線粒體密度，以及一些樣本內(nèi)線粒體的產(chǎn)能效率，從而得到了整塊大腦切片的線粒體圖譜。最后，他們利用計(jì)算機(jī)建模，將局部數(shù)據(jù)外推至全腦范圍，最終繪制出了這張圖譜。

研究顯示，人腦內(nèi)的線粒體不僅因細(xì)胞類型而異，還因大腦區(qū)域而異。例如，盡管白質(zhì)和灰質(zhì)都是大腦的核心組成部分，但灰質(zhì)的線粒體比白質(zhì)多50%以上，且灰質(zhì)線粒體的產(chǎn)能效率也高于白質(zhì)。此外，將人類與其他物種區(qū)分開來(lái)的較新大腦區(qū)域不僅包含更多線粒體，且這些線粒體的能量生產(chǎn)效率更高。

越來(lái)越多的研究表明，在某些精神疾病和與年齡相關(guān)腦部疾病發(fā)病初期，大腦內(nèi)的線粒體會(huì)發(fā)生變化。最新數(shù)據(jù)將使科學(xué)家能夠更詳細(xì)地研究脆弱大腦區(qū)域的線粒體變化。

研究團(tuán)隊(duì)表示，要充分了解大腦內(nèi)部和大腦之間線粒體的多樣性，仍需開展更多研究。他們正在繪制500個(gè)人腦的9個(gè)區(qū)域，這將使他們能夠比較健康人群以及神經(jīng)、精神和神經(jīng)退行性疾病患者大腦的線粒體分布情況，最終改變腦部疾病的早期診斷方式。